CN110844092B - 一种飞行器故障告警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行器故障告警方法及系统，其中，飞行器故障告警方法，包括：获取飞行器的故障信息；将所述故障信息输入模型中，其中，所述模型是使用多组训练数据训练出来的，所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；获取所述模型的输出信息，并所述输出信息作为告警发出，所述输出信息包括所述飞行器的故障解决方案。上述方法能够对故障及故障导致的跨系统间的连锁反应快速准确的分析出故障原因，并提供应对方案，使飞行员可以在故障发生的危机状态，从容应对险情，化险为夷。

Description

一种飞行器故障告警方法及系统

技术领域

本发明属于航空电子系统技术领域，尤其涉及一种飞行器故障告警方法及系统。

背景技术

现代飞机告警系统的结构是依托联邦式航空电子系统的架构形成的。根据机载系统分为了中央监控系统或发动机指示机组警告系统、近地警告系统、空中交通警戒与防撞系统、预警性风切变警告。

告警的范围包括了设备故障告警和环境形式告警。

飞行员需要参照飞行手册，对当前警告的故障进行排除。

这种故障排除方法是根据飞机安全飞行包线和各机载设备的安全限值设计的，各系统间的告警信息割裂。这使得飞行员对多系统综合进行故障追溯时，难度较高且不智能。故障排除的解决过程是依照手册式的固定流程设计的，面对飞行中多变的运行场景，特别是恶劣天气对飞行安全状态的影响下，固定流程步骤的故障排除方法缺乏灵活性和针对性。飞行员必须对照显控界面的故障提示信息与手中的飞行手册逐行对照，逐一排除。不能精准高效的使飞机快速脱离危机状态，化解险情。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种飞行器故障告警方法及系统以解决现有技术中飞行器故障警告及排除缺乏灵活性和针对性的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种飞行器故障告警方法，包括：获取飞行器的故障信息；将所述故障信息输入模型中，其中，所述模型是使用多组训练数据训练出来的，所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；获取所述模型的输出信息，并所述输出信息作为告警发出，所述输出信息包括所述飞行器的故障解决方案。

进一步地，所述故障信息对应的解决方案包括：飞行器故障的手册解决方案和/或飞行器故障的经验解决方案。

进一步地，所述告警为交互式告警。

进一步地，在所述获取飞行器的故障信息步骤之前还包括：设置所述飞行器的起飞和降落的参数。

进一步地，还包括：根据所述告警执行所述飞行器故障的排除。

根据本发明的另一个方面，提供一种飞行器故障告警系统，包括：获取模块，用于获取飞行器的故障信息；故障分析模块，用于将所述故障信息输入模型中，其中，所述模型是使用多组训练数据训练出来的，所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；告警模块，用于获取所述模型的输出信息，并所述输出信息作为告警发出，所述输出信息包括所述飞行器的故障解决方案。

进一步地，所述故障信息对应的解决方案包括：飞行器故障的手册解决方案和/或飞行器故障的经验解决方案。

进一步地，所述告警模块采用交互式告警。

进一步地，还包括：参数设置模块，用于设置所述飞行器的起飞和降落的参数。

进一步地，还包括：执行模块，用于根据所述告警执行所述飞行器故障的排除。

本发明旨在提供一种飞行器故障告警方法，包括：获取飞行器的故障信息；将故障信息输入模型中，其中，模型是使用多组训练数据训练出来的，多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；获取模型的输出信息，并输出信息作为告警发出，输出信息包括飞行器的故障解决方案。另外还提供一种飞行器故障告警系统，包括：获取模块，用于获取飞行器的故障信息；故障分析模块，用于将故障信息输入模型中，其中，模型是使用多组训练数据训练出来的，多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；告警模块，用于获取模型的输出信息，并输出信息作为告警发出，输出信息包括飞行器的故障解决方案。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

该方法及系统能够对故障及故障导致的跨系统间的连锁反应快速准确的分析出故障原因，并提供应对方案，使飞行员可以在故障发生的危机状态，从容应对险情，化险为夷。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的飞行器故障告警方法流程图；

图2是根据本发明一可选实施方式的参数设置流程图；

图3是根据本发明一可选实施方式的参数排除流程图；

图4是根据本发明一可选实施方式的飞行器故障告警系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，在本发明实施例的第一方面，提供了一种飞行器故障告警方法，包括：

S1：获取飞行器的故障信息；

S2：将故障信息输入模型中，其中，模型是使用多组训练数据训练出来的，多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；

S3：获取模型的输出信息，并输出信息作为告警发出，输出信息包括飞行器的故障解决方案。

上述方法能够对故障及故障导致的跨系统间的连锁反应快速准确的分析出故障原因，并提供应对方案，使飞行员可以在故障发生的危机状态，从容应对险情，化险为夷。

可选的，所述故障信息对应的解决方案包括：飞行器故障的手册解决方案和/或飞行器故障的经验解决方案。

可选的，所述告警为交互式告警。该方式是代替话音告警的单向模式，变为交互式，感知和提示飞行员的操作步骤；并且在视觉告警方面展示飞行器的健康状态信息。

如图2所示，可选的，在所述获取飞行器的故障信息步骤之前还包括：

S0：设置所述飞行器的起飞和降落的参数。

如图3所示，可选的，还包括：

S4：根据所述告警执行所述飞行器故障的排除。

在本发明实施例的另一个方面，提供一种飞行器故障告警系统，包括：获取模块，用于获取飞行器的故障信息；故障分析模块，用于将所述故障信息输入模型中，其中，所述模型是使用多组训练数据训练出来的，所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；告警模块，用于获取所述模型的输出信息，并所述输出信息作为告警发出，所述输出信息包括所述飞行器的故障解决方案。

上述系统能够对故障及故障导致的跨系统间的连锁反应快速准确的分析出故障原因，并提供应对方案，使飞行员可以在故障发生的危机状态，从容应对险情，化险为夷。本系统中的多个模块可以均设置在飞行器中，也可以将故障分析模块设置在地面控制中心，通过通讯模块进行信息交互。这样可以节省飞行器的空间，并且减轻飞行器的重量。

可选的，所述故障信息对应的解决方案包括：飞行器故障的手册解决方案和/或飞行器故障的经验解决方案。

可选的，训练数据还包括：机场高度、推力假设温度、巡航高度层、V1、 V2及Vr等数值。目前，飞行员根据飞行手册的速度机翼构型对照表，查表得出V1、V2、Vr；根据检查单的“起飞假设温度参考表”在FMS中设置发动机假设温度。模型通过对上述数据进行学习训练，在不同情况下会对飞行员做出对应的提示，免除飞行员查询飞行手册填写参数的过程。

可选的，所述告警模块采用交互式告警。该方式是代替话音告警的单向模式，变为交互式，感知和提示飞行员的操作步骤。视觉告警方面，依靠空地数据链消息帧传输的能力，交联飞机各系统健康状态信息。实现智能动画交互的告警表达方式，从给出操作建议的表现形式从手册式转变为问答式，即系统根据监控数据状态，向飞行员提问以明确要修复的故障点，待飞行员完成作答后，告警系统在显示器上显示机载系统健康图，给出针对性的、可动画演示的处理建议，取代了传统告警系统查表式的操作步骤显示。

可选的，还包括：参数设置模块，用于设置所述飞行器的起飞和降落的参数。系统能辅助飞行员设置起飞性能及着陆性能的相关数据，飞行员无需繁琐的查询飞机手册。

限制条件包括如机场高度、推力假设温度、巡航高度层、V1、V2、Vr等数值。通常，飞行员根据飞行手册的速度机翼构型对照表，查表得出V1、 V2、Vr。推力设置中，根据检查单的“起飞假设温度参考表”在FMS中设置发动机假设温度。在起飞前，和准备降落的高度表的设置中，低于过渡高度层时，将高度表调为QFE标准机场标高气压。如果在一些特殊地理位置的机场QFE高度超出高度表范围，则高度表使用QNH标准海平面气压。

可选的，还包括：执行模块，用于根据所述告警执行所述飞行器故障的排除。

如图4所示，在本发明一可选实施例中，提供一种飞行器故障告警系统，该系统是人工智能综合告警系统，具体包括：地面数据处理分析系统和空中的机载告警系统；

该飞行器故障告警系统还有数据链模块，使机载告警系统与地面数据处理分析系统互连互通。

地面数据处理分析系统通过一系列经验分析给出建议数据，通过空地数据链上传该数据。

空中的机载告警系统具有信息探测告警、危险探测告警以及危险化解功能，并且本实施例的机载告警系统开发了数据交互接口，机载告警系统把各系统监控数据和状态信息下传到地面数据处理平台中。

地面数据处理分析系统是具有自学习能力的专家系统，根据数据库的样本数据和系统手册内容进行自我学习，对数据链获取的下传的故障代码进行问题的解析、分级、修复、排除流程，能够在特定范围内自主解决故障问题，也能给飞行员提供动画演示形式的操作建议。

地面数据处理分析系统分为中央学习系统和经验数据库。

其中，经验数据库包含了：系统设计手册数据和样本数据；

系统设计手册数据包括：飞行器设计数据和机载设备故障对照检查单；

飞行器设计数据是对应机型飞行器设计确定的飞行包线限制条件，包括了飞行器构型速度对照表，飞行参数数据V1、V2、Vr，发动机减推力性能的假设温度对照表。

机载设备故障对照检查单是各系统制造商形成的排除故障对照检查单，是解决故障的标准过程，人工智能系统学习这些标准，在应对故障时能够采取标准流程排除故障，免去了飞行机组交叉对照检查的繁琐过程。

样本数据包括：飞行经验数据和故障排除危险解决方案集合；

飞行经验数据来源于云端飞行器飞行数据集，飞行经验数据包括了《机组手册标准操作流程SOP》所涵盖的内容，这也是依托飞行器设计数据结合人机交互水平形成的操作程序：标准程序、最简程序、排除故障程序。除此之外，还包括了来源于云端其他飞行器的飞行数据经验集。主要有：可能影响飞行安全或设备故障的操作，可能节省飞行时间、油耗、缩短飞行距离的操作，比如设置定位点进行CDA操作等高级飞行技巧。特情飞行技巧，即带故障飞行的经验数据。如单发动机飞行，作动面卡死等故障无法排除时，安全飞行的方法经验。让人工智能系统学习人类飞行员快速定位故障，排除故障，或带故障飞行(如单发动机飞行)的飞行方法经验，形成“专家系统”。

故障排除危险解决方案集合，包括机载分系统的设计排故方法以及云端同机型飞行记录数据集。该数据集一部分来源于机载系统设计中，厂商编制形成的故障排除方法。还有同机型的飞行模拟器训练以及航线飞行中处理故障的经验数据。

排除故障解决方案的样本数据类型包括：

1)机载系统故障排除的固定流程；

2)多发故障排除的优先级选择经验数据；

3)飞行险情化解的飞行技巧和操作经验数据。

中央学习系统具备人工智能机器学习的能力，即训练、功能意识、得出最优功能。该系统的功能任务主要包括：危情严重程度分析和分级诊断危险化解；

危情严重程度分析是经验数据的收集，分析告警系统健康数据信号，根据经验数据完成对危险场景的严重程度分析与分级。根据人工智能系统自学习情景过程，分为了训练，功能意识，得出最优功能。

分级诊断危险化解为智能语音交互的告警表达方式，该表达方式的特点是代替话音告警的单向模式，变为交互式，感知和提示飞行员的操作步骤。视觉告警方面，依靠空地数据链消息帧传输的能力，交联飞行器各系统健康状态信息。在航电设备上显示地面上传的故障处理建议。

告警触发与故障排除过程:

智能告警系统故障排除的过程，可类比windows系统设备管理器中网络连接问题的解决过程方案。系统首先报出最前端最紧急的故障报警。然后系统提示用户，可尝试利用告警系统的自动修复功能解决问题，机载告警系统向地面发出消息帧，将设备故障代码、自动修复请求指令，发送给地面中央学习系统。地面中央学习系统解析设备故障代码，确定发生故障的设备类型、紧急程度级别、判断是单一还是多发的故障、显现的故障是否是由其他系统的故障引起的。地面中央学习系统根据数据库的飞行器设计数据、飞行经验数据、故障化解经验集，地面系统自动生成处理这类故障的解决方法。形成指令集，通过数据链上传到机载告警系统中。机载系统接收指令，并通过显示系统向飞行员反馈排除故障的步骤。最终由飞行员确认执行，机载告警系统自动执行故障排除。

本发明旨在保护一种飞行器故障告警方法，包括：获取飞行器的故障信息；将所述故障信息输入模型中，其中，所述模型是使用多组训练数据训练出来的，所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；获取所述模型的输出信息，并所述输出信息作为告警发出，所述输出信息包括所述飞行器的故障解决方案。上述方法能够对故障及故障导致的跨系统间的连锁反应快速准确的分析出故障原因，并提供应对方案，使飞行员可以在故障发生的危机状态，从容应对险情，化险为夷。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种飞行器故障告警系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取飞行器的故障信息；

故障分析模块，用于将所述故障信息输入模型中，其中，所述模型是使用多组训练数据训练出来的，所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；

告警模块，用于获取所述模型的输出信息，并所述输出信息作为告警发出，所述输出信息包括所述飞行器的故障解决方案；

地面数据处理分析系统，用于通过一系列经验分析给出建议数据，通过空地数据链上传该数据；

机载告警系统，其具有信息探测告警、危险探测告警以及危险化解功能；所述机载告警系统具有数据交互接口，所述机载告警系统把各系统监控数据和状态信息下传到地面数据处理平台中；

数据链模块，用于使机载告警系统与地面数据处理分析系统互连互通。

2.根据权利要求1所述的飞行器故障告警系统，其特征在于，所述故障信息对应的解决方案包括：飞行器故障的手册解决方案和/或飞行器故障的经验解决方案。

3.根据权利要求1所述的飞行器故障告警系统，其特征在于，所述告警模块采用交互式告警。

4.根据权利要求1所述的飞行器故障告警系统，其特征在于，还包括：

参数设置模块，用于设置所述飞行器的起飞和降落的参数。

5.根据权利要求1-4任一项所述的飞行器故障告警系统，其特征在于，还包括：

执行模块，用于根据所述告警执行所述飞行器故障的排除。

6.一种飞行器故障告警方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的飞行器故障告警系统，所述飞行器故障告警方法包括：

获取飞行器的故障信息；

将所述故障信息输入模型中，其中，所述模型是使用多组训练数据训练出来的，所述多组训练数据中的每一组训练数据均包括：飞行器的设计数据、飞行器的故障信息及该故障信息对应的解决方案；

获取所述模型的输出信息，并所述输出信息作为告警发出，所述输出信息包括所述飞行器的故障解决方案；

其中，所述故障信息对应的解决方案包括：飞行器故障的手册解决方案和/或飞行器故障的经验解决方案；所述告警为交互式告警。

7.根据权利要求6所述的飞行器故障告警方法，其特征在于，在所述获取飞行器的故障信息步骤之前还包括：

设置所述飞行器的起飞和降落的参数。

8.根据权利要求6或7所述的飞行器故障告警方法，其特征在于，还包括：

根据所述告警执行所述飞行器故障的排除。

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